[发明专利]粉末状燃料燃烧装置

说明书

本发明涉及的是在锅炉、化学工业炉等上使用的粉末状燃料燃烧装置。

图15是作为现有粉末状燃料燃烧装置燃烧煤粉的燃烧器一例的纵断面侧视图，图16是其正面图。图中，分别表示为：01为煤粉输送管，02为煤粉混合气，03为分配器，04为燃烧器，05为煤粉管，06为浓混合气燃烧器，07为淡混合气燃烧器，08为二次空气，09为燃烧器二次空气通道，10为煤粉喷嘴，11为二次空气喷嘴。

喷哓器04是由煤粉浓度高的浓混合气燃烧器06与煤粉浓度低的淡混合气燃烧器07一体构成。而浓混合气燃烧器06与淡混合气燃烧器07则由其底部中央设置的煤粉管05、围在它的周围的角形二次空气通道09、连在其出口部的角形煤粉喷嘴10、二次空气喷嘴11构成。同一次空气一起通过煤粉输送管01输送的煤粉02，依分配器03的作用，分别分配供入浓混合气燃烧器06与淡混合气燃烧器07，通过煤粉管05与煤粉喷嘴10喷入燃烧室内后，与通过同样的二次空气喷嘴11喷出的二次空气混合、扩散、燃烧。

上述之烧煤粉的燃烧器，由分配器03将煤粉混合气02分成高浓度混合气与低浓度混合气，分别导入浓混合气燃烧器06与淡混合气燃烧器07，使其燃烧，因此，可以抑制NOX的产生，同时使燃烧稳定。

图17是粉末状燃料燃烧装置中1次空气对燃料之比与火焰传播速度关系图。

前述现有的燃烧煤粉燃烧器，由分配器03将煤粉混合气02分成高浓度混合气(图17的A点)与低浓度混合气(图17的B点)喷入燃烧室内。如图所示，通常在使用煤的情况下，高浓度混合气接近火焰传播速度最大的1次空气/燃料比的条件，火焰可以稳定。但是在使用难燃性燃料的情况下，由于火焰传播速度最大是在1次空气/燃料比为1.0附近，即使是高浓度混合气也难满足这条件，火焰往往变得不稳定。

另外，煤粉混合气02由于没经过特别整流，当其通过煤粉喷嘴10喷射出来时，也常常是空气与煤粉混合不均匀，着火、燃烧性能恶化。

再者，燃烧喷嘴内的弯曲部与尖端翼形部煤粉混合气02的滞流引起煤粉在滞流部位的堆积，特别是在燃烧喷嘴尖端堆积的煤粉，受到燃烧室内强辐射热而着火，成为燃烧喷嘴烧损的原因，进而还有使烧损扩大到整个燃烧器的问题。

本发明的目的即是消除现有燃烧煤粉的燃烧器上存在的诸问题，以得到稳定的燃烧，提供一种能够防止燃烧器烧损的令人满意的燃烧器。

本发明即是为了达到上述目的之装置，这里所提供的粉末状燃料燃烧装置其特征在于：火焰在燃烧室内回旋形成涡流，多个燃烧喷嘴设置于燃烧室壁，在将粉末状燃料供给管连接于该喷嘴时，于燃烧喷嘴与粉末供给管间设置将粉末状燃料分离成高浓度粉末与低浓度粉末的燃烧分配器，在分别将高浓度粉末与低浓度粉末供给前述燃烧喷嘴的同时，所设置的燃烧喷嘴将高浓度粉末喷向前述之涡流的内侧，而将低浓度粉末喷向涡流的外侧。

本发明由于具有上述之构成，火焰在燃烧室回旋形成涡流，燃烧室壁上设置多个燃烧喷嘴，故火焰可以相互维持稳定，得到稳定燃烧。

另外，本发明所提供的粉末状燃料燃烧装置还具有燃烧喷嘴向下倾斜安装的特征。

如依本发明，由于燃烧喷嘴向下倾斜安装，由向下火焰的浮力可增加燃烧的稳定性，由此可以增长在燃烧器的燃烧时间，因此可以增加向燃烧器的热辐射强度，使燃烧更加稳定。

再者，本发明所提供的粉末状燃料燃烧装置其特征还在于：喷入高浓度粉末的燃烧喷嘴与喷入低浓度粉末的燃烧喷嘴沿水平方向设置。

如依本发明，由于将喷入高浓度粉末的燃烧喷嘴与喷入低浓度粉末的燃烧喷嘴沿水平方向设置，燃烧器的整体高度可以降低，从而燃烧器部分的燃烧热负荷可以增大，有可能得到更加稳定的燃烧。

另外，本发明所提供的粉末状燃烧燃烧装置其特征还在于：前述之燃料分配器为旋风式分离器。

如依本发明，由于靠旋风式分离器将粉末状燃料分离为高浓度粉末与低浓度粉末，分离性能得以提高，有可能使高浓度混合气的1次空气/燃料比在1.0附近，从而，即使是难燃性燃料也能稳定燃烧。

再就是，本发明所提供的粉末状燃料燃烧装置其特征还在于：在喷入高浓度粉末的燃烧喷嘴上设置颈缩部之同时，在该颈缩部附近设置对燃料混合气进行整流的整流块。

本发明采用了旋风式分配器，以其优良的分离性能确保将煤粉混合气分离成高浓度混合气与低浓度混合气，在接受高浓度混合气的第1燃烧喷嘴，旋风分离器的回旋力造成残存到燃烧器喷出口且不均匀的混合气的流动，而以整流块来防止在燃烧器喷出口部分的煤粉浓度分布的恶化。